ES2210925T3 - Metodo de trabajo y dispositivo de limpieza para limpiar una piscina. - Google Patents

Abstract

Unidad de limpieza para piscinas tiene un mecanismo de movimiento que se mueve hacia atrás y hacia delante y está eficazmente unida con ruedas de accionamiento o correas de accionamiento. Se proveen motores para las piezas del mecanismo de movimiento lateral izquierdo y derecho. Un dispositivo de control controla el mecanismo de movimiento con dispositivos de contacto laterales frontales y delanteros para generar señales de control en el caso de que la unidad de limpieza (2) entre en contacto con la pared de la piscina (3) o con un obstáculo. El dispositivo de control tiene, para cada pieza del mecanismo de movimiento, un dispositivo de regulación de la velocidad y un equipo para controlar, de forma diferencial, la velocidad de los dos motores. La unidad de limpieza en ambas piezas del mecanismo de movimiento tiene dispositivos para medir las distancias (d1, d2) cubiertas durante el movimiento de avance y retroceso. El dispositivo de control calcula la dirección de modificación del ángulo (R1, R2) para la unidad de limpieza en movimiento en función de las distancias cubiertas que han sido medidas. El dispositivo de control calcula, además, una anchura (v) del recorrido de movimiento y la controla de forma diferencial.

Description

Método de trabajo y dispositivo de limpieza para limpiar una piscina.

La presente invención se refiere a un método de trabajo para un dispositivo de limpieza para limpiar una piscina según la parte precaracterizadora de la reivindicación 1 y a un dispositivo de limpieza para limpiar una piscina según la parte precaracterizadora de la reivindicación 8.

Los dispositivos de limpieza que se mueven automáticamente hacia atrás y hacia delante en el fondo de la piscina son conocidos desde hace un tiempo considerable. En la mayoría de los casos, sin embargo, adolecen de la desventaja de que las piscinas de formas irregulares no pueden ser limpiadas automáticamente y sin fallos. Especialmente en la gama de bajo coste, existe una necesidad de disponer de dispositivos simples adecuados.

El documento DE-3 110 203 describe un método y un dispositivo para la limpieza de una piscina el cual, de una forma conocida, se mueve hacia atrás y hacia delante en el fondo de una piscina llena de agua y, mediante ello, la limpia por succión. El dispositivo tiene dos motores, de manera que los dos lados del mecanismo de transmisión pueden correr hacia delante o hacia atrás o, permanecer estacionarios independientemente del otro. El dispositivo posee adicionalmente un aparato de control el cual es influenciado por cuatro sensores dispuestos en las esquinas del dispositivo y que controla el recorrido del dispositivo en el fondo de la piscina entre las paredes opuestas de la piscina en una trayectoria en zigzag. El dispositivo recorre alternativamente hacia delante y hacia atrás. El mismo no gira en las paredes de la piscina, pero lleva a cabo pequeños movimientos de pivotamiento en cada ocasión. Estos movimientos de pivotamiento permiten que el dispositivo de limpieza en primer lugar se alinee con relación a la pared de la piscina y en segundo lugar permiten que se ajuste subsiguientemente una nueva dirección de movimiento. Puesto que el dispositivo de limpieza tiene un motor para cada uno de los dos lados del mecanismo de transmisión, uno de los dos motores se para en cada ocasión para lograr los movimientos de alineación y de cambio de dirección, continuando en funcionamiento el otro motor durante la operación de alineación o durante un período de demora. Como resultado, el dispositivo de limpieza gira alrededor de la parte de la transmisión que se ha parado.

Una de las desventajas de este dispositivo de limpieza reside en el hecho de que los cambios de dirección sólo se pueden llevar a cabo de forma relativamente imprecisa. La precisión que se puede lograr del ángulo de cambio de dirección depende de factores que resultan difíciles de controlar, tal como, por ejemplo, las diferentes prestaciones dinámicas de los dos lados de la transmisión (entre otros, durante las condiciones de arranque) y la pronunciada dependencia en el período de demora. La consecuencia de ello es que, especialmente en el caso de recorridos relativamente largos, la fiabilidad de la superposición de los recorridos de limpieza y por lo tanto la completa limpieza del fondo de la piscina no se puede garantizar bajo ciertas circunstancias. La principal desventaja, sin embargo, reside en el hecho de que dicho dispositivo de limpieza no resulta apropiado para piscinas de diferentes tamaños sin un ajuste cuidadoso del período de demora, y únicamente resulta apropiado para piscinas de forma rectangular o cuadradas.

El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un método sencillo para la limpieza y un dispositivo de limpieza de precio razonable el cual se pueda utilizar tanto en piscinas de diferentes tamaños y en piscinas de diferentes formas, y que garantice una fiabilidad de limpieza del fondo de la piscina.

Este objetivo se logra, de acuerdo con la invención, mediante un método de trabajo y un dispositivo de limpieza que presentan las características previstas en las reivindicaciones 1 y 8. El objetivo se alcanza, esencialmente, porque una parte izquierda y una parte derecha de los medios del mecanismo de transmisión se utilizan para medir la distancia cubierta en el fondo de la piscina y se utilizan medios para que controlen diferencialmente los motores de las dos partes del mecanismo de transmisión a velocidades diferentes. El resultado inicial de esto es que el aparato de control del dispositivo de limpieza puede calcular automática e independientemente el ángulo de cambio de dirección requerido para la próxima pasada de limpieza y puede llevar a cabo las necesarias funciones de control. En particular, sin embargo, el efecto logrado es que los respectivos ángulos de cambio de dirección se pueden ajustar con mucha precisión y sin que se recurra a tecnología de control de alto coste tal y como, por ejemplo, sensores de dirección de recorrido.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, el aparato de control del dispositivo de limpieza está construido de tal manera que se puede hacer una elección entre dos o más programas de trabajo diferentes. Así, por ejemplo, un primer programa de trabajo se puede facilitar para la limpieza de piscinas de cualquier forma deseada, el dispositivo de limpieza en este programa de trabajo no hace uso de operaciones de alineación en ninguna de las paredes de la piscina. Un programa de trabajo adicional se puede, por ejemplo, facilitar para la limpieza de piscinas que tienen por lo menos una adecuada, lineal, pared de referencia de la piscina, llevando a cabo el dispositivo de limpieza en este programa de trabajo una alineación relativa a la pared de referencia de la piscina en cada ocasión.

Una realización de la invención con dos programas de trabajo de este tipo se explica con más detalle en el texto que sigue con referencia a los dibujos, en los que:

La figura 1 muestra una piscina de forma irregular con un recorrido diagramático de la trayectoria de limpieza, y

La figura 2 muestra una piscina de forma rectangular con un recorrido diagramático de la trayectoria de limpieza.

El dispositivo de limpieza utilizado en las descripciones siguientes, de acuerdo con las figuras 1 y 2, presenta un mecanismo de transmisión el cual se puede cambiar hacia delante o hacia atrás y está conectado activamente a las ruedas de transmisión o a las orugas de transmisión. En esta disposición, el mecanismo de transmisión tiene un motor para cada lado izquierdo y cada lado derecho del mecanismo de transmisión. Un aparato de control controla la interacción de los motores de las dos partes del mecanismo de transmisión. El aparato de control contiene aparatos que regulan la velocidad separadamente para regular la velocidad de los dos motores. El aparato de control también está diseñado para la regulación diferencial de la velocidad de los dos motores. Esto significa que los dos motores se pueden hacer funcionar a velocidades nominales diferentes. Para un recorrido recto (hacia delante o hacia atrás) se asignan velocidades nominales iguales a los dos aparatos de regulación de velocidad.

El dispositivo de limpieza presenta unos medios de contacto dispuestos en las esquinas de la parte frontal y de la parte trasera para que generen señales de control en el caso de que el dispositivo de limpieza se acerque a una pared de la piscina o a un obstáculo. De una forma simple, los medios de contacto se pueden diseñar como unos sensores de cambio mecánico con recorridos relativamente largos de amortiguación (para impedir una colisión real con la pared de la piscina o con el obstáculo).

El dispositivo de limpieza presenta asimismo unos medios en ambas partes del mecanismo de transmisión para medir las respectivas distancias cubiertas en recorrido hacia delante y hacia atrás. Con preferencia, estos son generadores de pulsos, dispuestos en ambos lados, en las ruedas de transmisión (o en las ruedas de transmisión que actúan en las orugas de transmisión). La distancia total recorrida se puede asegurar en base a la relación, la cual es conocida y determinada por el diseño, entre el número de rotaciones (o pulsos) por rueda de transmisión y la distancia cubierta que resulta de ésta.

La figura 1 muestra una piscina 1 de forma irregular con un trazado diagramático de la trayectoria de limpieza de acuerdo con un primer programa de trabajo. Este programa de trabajo no incluye operaciones de alineación del dispositivo de limpieza 2 con las paredes 3 de la piscina.

El dispositivo de limpieza 2 se pone en marcha en un punto apropiado en la pared 3 de la piscina, en una posición de puesta en marcha 4, en la dirección inicial deseada de recorrido A. El dispositivo de limpieza circula inicialmente en esta dirección en una línea recta hacia la pared opuesta. La distancia cubierta por el dispositivo de limpieza durante este movimiento se mide continuamente. En contacto con la pared opuesta, los medios de contacto dispuestos en la parte frontal del dispositivo de limpieza emiten una señal de control, la cual provoca que el mecanismo de transmisión se desconecta, antes de que el dispositivo de limpieza realmente choque con la pared de la piscina. Con el dispositivo de limpieza inmóvil, el dispositivo de control tiene acceso para medir datos de la distancia d_{1} cubierta más recientemente.

En base al valor de la distancia d_{1} cubierta más recientemente por el dispositivo de limpieza, la cual está ahora disponible, y en base a una anchura de desalineación v conocida (anchura del trazado de limpieza del dispositivo de limpieza), el ángulo R_{1} de cambio de dirección necesario se calcula ahora por el aparato de control. Como una buena aproximación, se aplica lo siguiente:

tan (R_{1}) = v / d_{1}

como resultado de ello, se asegura una superposición fiable de los respectivos trazados de limpieza incluso en el caso de una anchura de la piscina que cambia constantemente.

Para asegurar que el cambio de dirección que ahora tiene lugar se lleva a cabo de forma tan precisa como sea posible, los dos motores de las dos partes del mecanismo de transmisión, después de cambiar la dirección del recorrido, son embalados conjuntamente a la velocidad nominal durante una primera fase de movimiento con un suave incremento lineal de velocidad. Esto evita cambios en la aceleración de la transmisión que sean abruptos y por lo tanto impredecibles en sus efectos. En una subsiguiente, segunda fase de movimiento, los dos motores se hacen funcionar entonces a velocidades constantes pero nominalmente diferentes durante la duración del cambio de dirección. Puesto que la distancia cubierta se mide en ambas partes del mecanismo de transmisión, ahora es posible asegurarse de la duración de la segunda fase de operación para una combinación particular de velocidades nominales de los dos motores en base a las diferentes longitudes de arco para un ángulo particular de cambio de dirección que se quiere lograr. Con preferencia, para la duración del cambio de dirección, uno de los motores se lleva a una velocidad nominal que es mayor que la velocidad nominal que va ser alcanzada a la conclusión de la operación de cambio de dirección y que va ser mantenida durante la travesía del fondo de la piscina. De esta manera, los cambios de dirección tienen lugar de una manera libre de tirones y suave, de tal manera que se obtiene un alto grado de estabilidad en el movimiento. Puesto que cada parte del mecanismo de transmisión está equipado con un circuito de regulación de velocidad independiente, se logra una gran precisión.

Para completar la operación de cambio de dirección, los dos motores se llevan a la misma velocidad nominal, por donde la velocidad más recientemente alcanzada se mantiene para el travesía del fondo de la piscina. El dispositivo de limpieza se mueve ahora hacia atrás en una dirección recta B hacia la pared de la arrancada. En contacto con la pared del principio, los medios de contacto dispuestos en la parte trasera del dispositivo de limpieza generan una señal de control, el efecto de la cual es que el mecanismo de transmisión se para otra vez antes de que el dispositivo de limpieza realmente choque con la pared 3 de la piscina.

Puesto que se tiene que coger la dirección C paralela a la dirección A durante el renovado recorrido hacia delante del dispositivo de limpieza, el ángulo R_{1} de cambio de dirección calculado previamente en el lado opuesto se podría adoptar otra vez en el cambio de dirección que ahora tiene lugar. De otra manera la operación de cambio de dirección tiene lugar de la misma forma como se ha descrito más arriba.

En el renovado recorrido hacia delante del dispositivo de limpieza se mide la distancia cubierta d_{2}. En el ejemplo mostrado, la distancia cubierta d_{2} es mayor que la distancia cubierta d_{1} medida primero. La consecuencia de esto es que, en el próximo contacto con la pared opuesta, el ángulo R_{2} de cambio de dirección calculado nuevamente es más pequeño que el ángulo R_{1} de cambio de dirección. Esto asegura que las trayectorias de limpieza del dispositivo de limpieza siempre se extienden de una manera superpuesta.

Para garantizar que funciona fiablemente, solamente es necesario asegurar que, en cada posición de contacto (esta posición en la que los medios de contacto informan de un contacto con la pared de la piscina o con un obstáculo), se debería de garantizar un ángulo de ataque W_{A} mínimo. La magnitud de este ángulo depende de los medios de contacto utilizados y, en el caso de cintas de contacto mecánico, es de alrededor de 60º. En la figura 1, el ángulo de ataque W_{A} está dibujado en una posición de arranque 4 en razón de la claridad de la exposición.

La figura 2 muestra una piscina de forma rectangular con un recorrido diagramático de la trayectoria de limpieza de acuerdo a un segundo programa de trabajo. Este programa de trabajo incluye operaciones para alinear el dispositivo de limpieza con relación a la pared de referencia de la piscina.

Este programa de trabajo se puede utilizar para formas de piscina en el que hay disponible una pared de piscina 3' apropiada como referencia recta. Así la forma rectangular mostrada en la figura 2 se tiene que entender solamente como un ejemplo.

En este programa de trabajo también, el dispositivo de limpieza 2 está colocado en una posición de arranque 4 en un punto apropiado en la pared 3 de la piscina. Primero, sin embargo, él corre hacia atrás para alinearse él mismo automáticamente y en paralelo con la pared 3' de referencia de la piscina. De ahí en adelante, se lanza en la dirección A del recorrido inicial.

El recorrido hacia delante en la dirección A de arranque y en el recorrido hacia atrás en la dirección B, junto con el cálculo y el control del ángulo R_{1} de cambio de dirección, tiene lugar exactamente de la misma forma como en el programa de trabajo de acuerdo con la figura 1.

Cuando el dispositivo de limpieza impacta otra vez en la pared 3' de referencia de la piscina en la segunda posición 5 de orientación, el dispositivo de limpieza es, sin embargo, realineado otra vez con relación a la última. Esto tiene la consecuencia de que el subsiguiente recorrido recto, hacia delante en la dirección C tiene lugar en paralelo a la dirección A original de arranque, habiéndose asegurado de este modo otra vez una completa superposición de las pistas de limpieza. A causa de la existencia de la pared de referencia de la piscina, por lo tanto, en este caso un recorrido curvado controlado con precisión es reemplazado por una operación de alineación que es menos exigente en términos de tecnología de control.

Para asegurar que funciona fiablemente, solamente es necesario asegurar que se guarda una distancia mínima m desde una pared 3 de la piscina que se extiende en ángulo recto a la pared de referencia 3' de la piscina. Para la configuración del dispositivo descrito, la distancia mínima m es de aproximadamente en torno a 0,2 m. La intención aquí es de asegurar que, incluso en el caso de la máxima distancia d, no tiene lugar un contacto lateral perturbador entre el dispositivo de limpieza y la pared de la piscina (para permitir los errores de alineación).

Para producir un dispositivo de limpieza de acuerdo con la invención, se emplean ventajosamente los componentes que siguen:

Los dos motores de las partes del mecanismo de transmisión son transmisiones preferiblemente eléctricos, actuando los motores en cada caso no-positivamente a través de engranajes de reducción y ruedas de transmisión en correas de transmisión dispuestas en ambos lados. Por razones de óptima distribución del peso, las unidades de transmisión están dispuestas simétricamente en la parte frontal y en la parte trasera. Para el propósito de simple regulación, se utilizan con preferencia los motores de corriente continua con contadores de revoluciones. Reguladores de motor electrónicos convierten los pulsos y las señales de mando analizadas por el aparato de control en variables de corrección eléctricas.

La velocidad nominal del motor o velocidad nominal de recorrido preestablecida por el aparato de control se pasa a los respectivos reguladores del motor. Para cada una de las dos transmisiones, la velocidad real de rotación o velocidad real de desplazamiento se graba separadamente a través del contador de revoluciones y otra vez pasa a los respectivos reguladores del motor. Así cada transmisión tiene su propio circuito de regulación de velocidad, en el cual los valores nominal y real son comparados y ajustados con precisión.

Como ya se ha mencionado, el deslizamiento de las correas de transmisión cuando se pone en marcha la transmisión se impide porque se aceleran los dos motores suavemente en correspondencia según un patrón de aceleración lineal definido por el aparato de control.

Claims (8)

1. Método de trabajo para un dispositivo de limpieza (2) que se mueve hacia atrás y hacia delante en una piscina (1), provisto de un mecanismo de transmisión que se puede cambiar para el recorrido hacia delante o hacia atrás y está conectado activamente a unas ruedas de transmisión o a unas orugas de transmisión, que presenta un motor para cada lado izquierdo y cada lado derecho del mecanismo de transmisión, un aparato de control para controlar el mecanismo de transmisión, y unos medios de contacto dispuestos en la parte frontal y en la parte trasera para generar señales de control en el caso de que el dispositivo de limpieza se aproxime a la pared (3) de la piscina o a un obstáculo, caracterizado porque el aparato de control presenta, para cada parte del mecanismo de transmisión, un aparato que regula la velocidad y unos medios para el control diferencial de la velocidad de los dos motores, el dispositivo de limpieza presenta unos medios en ambas partes del mecanismo de transmisión para medir las distancias (d_{1}, d_{2}) cubiertas en el movimiento hacia delante o hacia atrás, y el aparato de control calcula y controla diferencialmente los ángulos (R_{1}, R_{2}) de cambio de dirección para el recorrido del dispositivo de limpieza sobre la base de las distancias (d_{1}, d_{2}) cubiertas medidas y una anchura de desalineación (v) de las respectivas pistas recorridas.

2. Método de trabajo según la reivindicación 1, caracterizado porque para llevar a cabo los cambios de dirección del recorrido del dispositivo de limpieza (2), los dos motores se hacen funcionar a velocidades constantes pero nominalmente diferentes mientras dura el cambio de dirección.

3. Método de trabajo según la reivindicación 2, caracterizado porque la magnitud del ángulo (R_{1}, R_{2}) de cambio de dirección depende de las diferentes velocidades nominales de los dos motores y el período durante el cual los dos motores se hacen funcionar a diferentes velocidades nominales, y porque se controla mediante el cambio de uno o más de estos parámetros.

4. Método de trabajo según la reivindicación 3, caracterizado porque una operación de cambio de dirección se desencadena después de que se hace contacto con una pared (3) de la piscina mediante uno de los medios de contacto para la generación de señales de control dispuestos en la parte frontal y en la parte trasera, porque, para lograr esto, primero el dispositivo de limpieza (2) se para y la dirección de recorrido se cambia y, en una primera fase de movimiento subsiguiente, los dos motores se aceleran a través de un incremento de velocidad lineal y en una segunda fase de movimiento subsiguiente, los dos motores se hacen funcionar a una velocidad nominal constante pero diferente durante la duración de cambio de dirección y, para concluir la operación de cambio de dirección, los dos motores son llevados a la misma velocidad nominal, siendo entonces mantenida la velocidad finalmente alcanzada para atravesar el fondo de la piscina.

5. Método de trabajo según la reivindicación 4, caracterizado porque, para la duración del cambio de dirección, uno de los motores es llevado a una velocidad nominal que es superior a la velocidad nominal que se alcanzará al final de la operación de cambio de dirección y que se mantendrá para la travesía del fondo de la piscina.

6. Método de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende además unas operaciones de alineación del dispositivo de limpieza (2) con una pared (3) de la piscina.

7. Método de trabajo según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de limpieza (2) se controla por medio de un programa que se puede ajustar en el aparato de control, de manera que en cada pared de referencia (3') de la piscina (1), él mismo se alinea automáticamente con relación a ésta.

8. Dispositivo de limpieza (2) para realizar el método de trabajo según la reivindicación 1, provisto de un mecanismo de transmisión el cual puede ser cambiado para recorrer hacia delante o hacia atrás y que está activamente conectado a las ruedas de transmisión o a las orugas de transmisión, provisto de un motor para cada lado izquierdo y cada lado derecho del mecanismo de transmisión, un aparato de control para controlar el mecanismo de transmisión, y unos medios de contacto dispuestos en la parte frontal y en la parte trasera para generar señales de control en el caso de que el dispositivo de limpieza se aproxime a la pared (3) de la piscina o a un obstáculo, caracterizado porque el aparato de control presenta, para cada parte del mecanismo de transmisión, un aparato que regula la velocidad y unos medios para el control diferencial de la velocidad de los dos motores, el dispositivo de limpieza está provisto de medios en ambas partes del mecanismo de transmisión para medir las distancias cubiertas en el recorrido hacia delante o hacia atrás, y el aparato de control está provisto de unos medios para calcular y para controlar diferencialmente los cambios de dirección del recorrido del dispositivo de limpieza sobre la base de las distancias medidas cubiertas y de una anchura de desalineación de las respectivas pistas recorridas.